Éolien : probléme de l' intermitence, des solutions ?

[energy_isere]

Eolien en mer + H2 : combinaison gagnante ?

Par Romain Chicheportiche- 28 février 2020

Le gestionnaire de réseau gazier Gasunie (Pays-Bas, Allemagne) a annoncé avoir signé un partenariat avec le pétrolier Shell et Groningen Seaports pour développer un ambitieux projet de production d’hydrogène à partir de parcs éoliens en mer. La baisse significative des coûts de cette filière, associée à des économies d’échelle, serait susceptible de rendre cet hydrogène vert compétitif. Quelque 10 GW éoliens pourraient être à terme dédiés uniquement à ce projet.

800 000 tonnes d’H2 par an

Baptisé « NortH2 green hydrogen », le projet prévoit d’installer à Eemshaven, aux Pays-Bas, une usine de production d’hydrogène dont les électrolyseurs seraient alimentés en électricité par des parcs éoliens en mer. L’ambition affichée par les partenaires est de mettre en service entre...

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https://www.greenunivers.com/2020/02/eo ... te-227627/

[Remundo]

Faut-il rappeler une chose...



je pense qu'il serait plus pertinent d'utiliser des STEP (possiblement sous-marines) ou des batteries.

[mobar]

Il y a une autre voie pour produire de l'H² qui n'est pas explorée, c'est la gazéification allotherme
Elle consomme 4 fois moins d'élec que l'électrolyse, permet de valoriser du bois déchet, voire des CSR à cout négatif et en passant par la production de NH3 (synthèse puis cracking pour régénérer de l'H²) s'exonère de 80% des couts de compression, stockage, pertes et contraintes de sécurité attachées à l'hydrogène

La voie hydrogène n'a pas dit son dernier mot, tout comme la voie diesel fossile ou Fischer-Tropsch

Pour le moment, il n'émerge pas de solutions de remplacement ... parce qu'on n'a pas besoin de remplacer les fossiles ; leur abondance et leur cout imbattable les rends bien plus compétitifs et efficaces que toute autre solution. Les laisser dans le sous-sol reviendrait à se laisser mourir de faim avec un frigo plein de nourriture ; complétement idiot et imbécile

[Jeuf]

Le site "Energy charts" a été cité plusieurs fois. Il indique la production électrique en Europe par filière, par pays.
Pour nos débats, il a pour intérêt de fournir des liens. Pas besoin de faire des captures d'écran à enregistrer puis faire héberger.

Quelques exemples commentés, et pour mémoire.
Je considère le réseau au niveau européen ; sachant que sur ce réseau la France et ses voisins sont les poids lourds qui représente la majeure partie de la population.

Ici on voit une baisse de la consommation, mais aussi de la génération à base de charbon et de gaz, au pas de temps semestriel , sur les dernières années (hors 2022, panne nucléaire):
https://www.energy-charts.info/charts/e ... ms=2x05r0p


L'équilibre se joue à chaque seconde, ou disons à chaque heure. à quoi peut ressemble la production avec un mix à venir qui serait essentiellement basée sur les énergies nouvelles, abondantes mais intermittentes, solaire et vent?
Au niveau mensuel, solaire et éolien se complètent bien : la somme de productions est à peu près constante sur l'année, la forte hausse de la production éolienne compense en hiver compense bien la forte baisse solaire.
https://www.energy-charts.info/charts/e ... tems=jw3w1


Au niveau horaire, la situation est très différente en été et en hiver :
Juillet
https://www.energy-charts.info/charts/p ... 4&month=07
Janvier
https://www.energy-charts.info/charts/p ... 4&month=01

La production éolienne reste bien moins soutenue en été. La production solaire est abondante mais seulement en journée : cela explique que, pour la France, les heures creuses auront lieu l'après-midi, à partir de l'an prochain normalement, de d'avril à octobre, ce qui permettra d'absorber une petite partie de cette production.
Les pics de production par le solaire sont très élevés en été, mais pas du tout en hiver.

On note aussi que la production éolienne est loin de tomber à zéro avec le foisonnement en hiver. On va, au plus, du simple au double.

Je simplifie aussi en considérant le continent comme un bloc où l'énergie s'échange sans limite, ce qui est très loin d'être le cas.

[LeLama]

Au niveau mensuel, solaire et éolien se complètent bien : la somme de productions est à peu près constante sur l'année, la forte hausse de la production éolienne compense en hiver compense bien la forte baisse solaire.

Merci pour ce post.
J'avais noté que l'intermittence des renouvelables est une fake-news du lobby nuc au sens suivant : sur l'alternance été-hiver, le renouvelable s'adapte mieux que le nuc. Le nuc essaie au max d'equilibrer sa production annuelle ( entretien des centrales l'été, ...) mais il reste des contraintes techniques fortes et ca reste tres peu modulable. Quand on regarde les chiffres globaux, on voit que le nuc s'adapte moins bien que le renouvelable.

Si on veut mesurer techniquement ce point, on regarde la consommation R=hiver/été. L'objectif de la production est de se rapprocher du rapport R pour adapter la production a la consommation. J'avais regardé sur RTE la production hiver/été pour les renouvelables et pour le nuc, c'est le renouvelable qui gagne, qui se rapproche le plus du rapport R. J'ai en mémoire ( a vérifier ) que pour les renouvelables ( ou l'eolien plutot si j'en crois ton message et ta visite plus recente des données) on arrive a hiver/été proche de 2, compatible avec ce que tu écris dans ton message.

[GillesH38]

Au niveau mensuel, solaire et éolien se complètent bien : la somme de productions est à peu près constante sur l'année, la forte hausse de la production éolienne compense en hiver compense bien la forte baisse solaire.

Merci pour ce post.
J'avais noté que l'intermittence des renouvelables est une fake-news du lobby nuc au sens suivant : sur l'alternance été-hiver, le renouvelable s'adapte mieux que le nuc. Le nuc essaie au max d'equilibrer sa production annuelle ( entretien des centrales l'été, ...) mais il reste des contraintes techniques fortes et ca reste tres peu modulable. Quand on regarde les chiffres globaux, on voit que le nuc s'adapte moins bien que le renouvelable.

Si on veut mesurer techniquement ce point, on regarde la consommation R=hiver/été. L'objectif de la production est de se rapprocher du rapport R pour adapter la production a la consommation. J'avais regardé sur RTE la production hiver/été pour les renouvelables et pour le nuc, c'est le renouvelable qui gagne, qui se rapproche le plus du rapport R. J'ai en mémoire ( a vérifier ) que pour les renouvelables ( ou l'eolien plutot si j'en crois ton message et ta visite plus recente des données) on arrive a hiver/été proche de 2, compatible avec ce que tu écris dans ton message.

l'intermittence c'est surtout un probleme pour les pics horaires, pas la consommation saisonnière. Par exemple sur graphique de janvier de Jeuf on voit que certains jours il y a un pic de production de l'éolien à 7h du mat et d'autres jours un creux. Evidemment l'éolien n'a pas de raison de se corréler avec l'heure. il faudra forcément des solutions de stockage et de back up.

[LeLama]

l'intermittence c'est surtout un probleme pour les pics horaires, pas la consommation saisonnière.

Non, l'intermittence intersaissonniere est un gros pb financier, car si tu n'es pas raccord sur ce point la, tu achetes de l'energie l'hiver quand c'est cher et tu vends l'ete quand c'est pas cher.

Et l'intermittence horaire, ce n'est pas non plus le nuc qui le gere. Il est grave rigide de ce point la, encore moins modulable que l'intersaisonnalité qui elle est previsible en amont ( on peut fermer des centrales nucs quand on planifie leur maintenance). Les pics de charge horaires en france sont gérés par l'hydraulique, le gaz, le step, par l'achat d'elec sur le marché, mais pas par le nuc.

En gros, ce qui est previsible ( saisons, jour/nuit) est un peu gerable, dans certaines limites, par le nuc mais c'est pas top. Pour le reste...

[GillesH38]

l'intermittence c'est surtout un probleme pour les pics horaires, pas la consommation saisonnière.

Non, l'intermittence intersaissonniere est un gros pb financier, car si tu n'es pas raccord sur ce point la, tu achetes de l'energie l'hiver quand c'est cher et tu vends l'ete quand c'est pas cher.

mais tu ne peux pas acheter de l'énergie quand elle n'existe pas. Quand tu es en pénurie, tu n'achètes plus, tu arrêtes de consommer.

Et l'intermittence horaire, ce n'est pas non plus le nuc qui le gere. Il est grave rigide de ce point la, encore moins modulable que l'intersaisonnalité qui elle est previsible en amont ( on peut fermer des centrales nucs quand on planifie leur maintenance). Les pics de charge horaires en france sont gérés par l'hydraulique, le gaz, le step, par l'achat d'elec sur le marché, mais pas par le nuc.

donc en réalité, tu n'as que l'hydraulique et les fossiles (surtout gaz) ("l'achat d'électricité", c'est pas un mode de production, il faut bien la produire, et les step c'est juste de l'hydraulique). Et quand tu n'as plus assez d'hydraulique tu dois t'en remettre aux fossiles.
Le problème du nucléaire est la variation de la consommation, beaucoup moins de la production, et pas à l'échelle horaire. Les énergies intermittentes combinent la variation de la consommation ET de la production, à l'échelle horaire. C'est évidemment donc plus difficile à gérer, et de fait tous les pays ayant beaucoup d'intermittents ont une électricité globalement plus carbonée que la France à base de nucléaire, ce qui est tout à fait logique.
Après je ne dis pas que le nucléaire est la solution miracle, en particulier parce quand sans surgénération les réserves sont bien insuffisantes pour tenir meme un siècle. Mais comme tu le sais surement, je ne pense pas qu'on ait de solution à l'absence de fossiles.

[mobar]

Mais comme tu le sais surement, je ne pense pas qu'on ait de solution à l'absence de fossiles.

Et ça tombe bien parce que l'absence de fossile, elle n'est près de se produire!
Quand il n'y a pas de solution c'est qu'il n'y a pas de problème

[GillesH38]

selon ceux qui prônent le zéro émission, si.

[Jeuf]

Merci pour ce post.
J'avais noté que l'intermittence des renouvelables est une fake-news du lobby nuc au sens suivant : sur l'alternance été-hiver, le renouvelable s'adapte mieux que le nuc. Le nuc essaie au max d'equilibrer sa production annuelle ( entretien des centrales l'été, ...) mais il reste des contraintes techniques fortes et ca reste tres peu modulable. Quand on regarde les chiffres globaux, on voit que le nuc s'adapte moins bien que le renouvelable.

Si on veut mesurer techniquement ce point, on regarde la consommation R=hiver/été. L'objectif de la production est de se rapprocher du rapport R pour adapter la production a la consommation. J'avais regardé sur RTE la production hiver/été pour les renouvelables et pour le nuc, c'est le renouvelable qui gagne, qui se rapproche le plus du rapport R. J'ai en mémoire ( a vérifier ) que pour les renouvelables ( ou l'eolien plutot si j'en crois ton message et ta visite plus recente des données) on arrive a hiver/été proche de 2, compatible avec ce que tu écris dans ton message.

mais tu ne peux pas acheter de l'énergie quand elle n'existe pas. Quand tu es en pénurie, tu n'achètes plus, tu arrêtes de consommer.


donc en réalité, tu n'as que l'hydraulique et les fossiles (surtout gaz) ("l'achat d'électricité", c'est pas un mode de production, il faut bien la produire, et les step c'est juste de l'hydraulique). Et quand tu n'as plus assez d'hydraulique tu dois t'en remettre aux fossiles.
Le problème du nucléaire est la variation de la consommation, beaucoup moins de la production, et pas à l'échelle horaire. Les énergies intermittentes combinent la variation de la consommation ET de la production, à l'échelle horaire. C'est évidemment donc plus difficile à gérer, et de fait tous les pays ayant beaucoup d'intermittents ont une électricité globalement plus carbonée que la France à base de nucléaire, ce qui est tout à fait logique.
Après je ne dis pas que le nucléaire est la solution miracle, en particulier parce quand sans surgénération les réserves sont bien insuffisantes pour tenir meme un siècle. Mais comme tu le sais surement, je ne pense pas qu'on ait de solution à l'absence de fossiles.

Hop, déménagement de discussion.
La production nucléaire est significativement plus élevée en hiver. Mais il arrive des périodes, avec les vacances et surtout un temps doux quelque jours, où il y a beaucoup moins de conso électrique (avec tous les chauffage élec en France). C'est en général là où il y a beaucoup de vent.
Le nucléaire fait du suivi de charge et parvient bien à baisser sa production pour ces moments. Mais il ne peut pas l'augmenter lors de pic de conso de plusieurs jours (dû à des vagues de froid).


Pour bien faire, il faudra des stocks, non pas intersaisonnier, mais de quelques jours à 1 mois maxi (difficile de calculer combien), pour pallier à l'intermittence de l'éolien en hiver qui porte sur des périodes de quelques jours.
Ce même système de stockage assurera sans problème l'intermittence jour/nuit en été (il n'y a pas de variation importante d'une semaine sur l'autre, et assez peu d'un jour sur l'autre).
Y'a du boulot, pour le moment la capacité de stockage des STEP c'est environ 2 heures de production totale.
En même temps, le stockage longue durée et en masse, ça existe, ce sont les cylindres plein de gaz, il y a plusieurs mois de gaz en stock en France. Après, le "power to gaz to power "est possible mais avec un très mauvais rendement, comme on sait.

Le fait de s'accorder un peu d'énergie fossile à injecter sur le réseau (ou de la coupure tournante, mais c'est bien moins admis) permettrait de réduire largement les capacités de stockage d'ENR et le coût total du système. De même, le fait d'avoir une base nucléaire réduit aussi le coût.

Bref, contrairement à ce que tu écris sur l'absence de solution à l'absence d'énergie fossile ; pour le système énergétique général, je ne sais pas, mais pour élec, je pense que le réseau est gérable, et le sera, avec pas de fossile, ou bien une part qui sera congrue (moins de 10%) et/ou avec séquestration de CO2. Et cela aura lieu bien avant 2050 ; on en reparlera.

[GillesH38]

a noter que les step augmentent le stockage mais pas la production de pointe, ce sont toujours les mêmes barrages qui produisent. Elles sont donc limitées en puissance mobilisable.
En France de toutes façons il est peu probable qu'on arrête totalement le nucléaire, ça permet d'économiser les fossiles. Maintenant 10 % de fossiles pour des pays sans nucléaire comme l'Italie ou l'Allemagne, je demande à voir.

[Jeuf]

En France de toutes façons il est peu probable qu'on arrête totalement le nucléaire, ça permet d'économiser les fossiles. Maintenant 10 % de fossiles pour des pays sans nucléaire comme l'Italie ou l'Allemagne, je demande à voir.

Si, et bien plus largement pour tout le continent, et tu le verras!

a noter que les step augmentent le stockage mais pas la production de pointe

???
les step en France sont mobilisées en destockage lors des pointes journalières (7h-9h et 18h-21h) et servent essentiellement à ça, en même temps que les barrages, regarde les données de RTE.
ou encore https://www.energy-charts.info/charts/p ... g0&week=03

Le stockage est par contre assez limité et il ne faut pas compter sur elle pour assurer une consommation plus élevées durant toute une journée, elles seraient vite vides.
Le stockage par barrages est bien plus important. La production par barrage est moins variable.

[GillesH38]

En France de toutes façons il est peu probable qu'on arrête totalement le nucléaire, ça permet d'économiser les fossiles. Maintenant 10 % de fossiles pour des pays sans nucléaire comme l'Italie ou l'Allemagne, je demande à voir.

Si, et bien plus largement pour tout le continent, et tu le verras!

je ne vois pas comment "si" peut être une réponse à "je demande à voir"

donc : je demande à voir.

a noter que les step augmentent le stockage mais pas la production de pointe

???
les step en France sont mobilisées en destockage lors des pointes journalières (7h-9h et 18h-21h) et servent essentiellement à ça, en même temps que les barrages, regarde les données de RTE.
ou encore https://www.energy-charts.info/charts/p ... g0&week=03

Le stockage est par contre assez limité et il ne faut pas compter sur elle pour assurer une consommation plus élevées durant toute une journée, elles seraient vite vides.
Le stockage par barrages est bien plus important. La production par barrage est moins variable.

je veux dire que la puissance maximale mobilisable ne dépend pas de si il y a une step en amont, juste de la puissance des turbine installées. On ne produira jamais 50 GW en instantané avec des step en France, or c'est l'ordre de grandeur de l'appel de puissance dont on pourrait avoir besoin pour compenser une perte de puissance des EnR. Donc concrètement tu mets quels générateurs pour faire ça ?

[Jeuf]

Non, pas 50GW. La production éolienne ne va pas tomber à zéro la nuit d'hiver sur un pays.
Plus largement en Europe, elle sera au pire à la moitié de sa puissance moyenne.
En cas de période prolongé sans vent, il faudra acheminer de la puissance en renforçant les interconnexion européenne, mobiliser les divers systèmes de stockage et inciter à réduire la consommation.
Il faut aussi se défaire du chauffage électrique , ou du moins inciter à mettre en place des appoints bois à mobiliser notamment lors de ces périodes. Et il n'y aura pas une solution unique (comme : un gros parc de centrales à gaz ni même à hydrogène)